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东莞理工学院
本科毕业设计
毕业设计题目:
WCDMA无线网络KPI优化
学生姓名:
学号:
系别:
电子工程系
专业班级:
指导教师姓名及职称:
起止时间:
2013年3月——2012年5月
摘要
目前中国联通采用的3G制式WCDMA是目前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端款式最丰富的一种3G标准。
然而对WCDMA无线网络的KPI进行分析优化,可以监测网络的性能,定位解决网络问题,对网络优化和建设精品网络具有重要意义。
本论文从WCDMA无线网络KPI的重要性出发,先介绍了WCDMA的基本网络结构和关键技术及其优势;然后介绍了WCDMA网络中常见常用的KPI的意义及定义,并列出其计算方法;接着讨论WCDMA无线网络KPI的分析流程,针对重点关注指标无线接通率、掉话率和切换成功率分别给出分析流程,并结合了实际案例进行分析;再分析了RNC经常调整的相关配置参数,分别阐述了功率、接入、小区选择/重选、切换、负荷控制等参数的设置原则;最后本文结合了实际工程KPI优化案例讨论了常见网络KPI优化解决方案,包括呼叫建立类的KPI、呼叫保持类的KPI、移动性管理类的KPI和系统资源类的KPI优化解决方案。
关键词:
WCDMAKPI网络优化优化解决方案
Abstract
ChinaUnicom's3GstandardWCDMAiscurrentlythecountriesandregionsintheworld'smostwidelyused,themostabundantterminalstylea3Gstandard.HoweverWCDMAradionetworkKPIanalysisandoptimization,monitoringnetworkperformance,positioningcansolvenetworkproblems,networkoptimizationandconstructionofexcellentnetworkofgreatsignificance.Inthisthesis,theimportanceoftheWCDMAradionetworkKPI,firstintroducedthebasicWCDMAnetworkstructureandkeytechnologyanditsadvantages;thenintroducedmeaninganddefinitionofcommonKPIandlistsitscalculationmethod;followedbydiscussWCDMAradionetworkKPIanalysisprocess,focusonindicatorswirelessconnectionrate,therateofdroppedcallsandhandoversuccessrategiventheanalysisprocess,combinedwiththeactualcaseanalysis;RNCregularlyadjustedconfigurationparameters,respectivelyontheprincipleofpower,access,cellselection/reselection,switching,loadcontrolparametersettings;Finally,acombinationofpracticalengineeringKPIoptimizationCasecommonnetworkKPIoptimizationsolutions,includingcallsetupclassKPIcallkeeptheclassKPIs,mobilitymanagementtheKPIandsystemresourcesKPIoptimizationsolutions.
Keywords:
WCDMAKPINetworkoptimizationOptimizationsolutions
摘要
中国联通采用的WCDMA是目前技术最成熟、世界各国及地区使用最广泛、终端应用最丰富的3G标准。
作为衡量WCDMA无线网络性能的考察标准,KPI在网络建设和网络优化过程中具有重要的意义。
本文从KPI的重要性出发,先简述WCDMA的网络结构、关键技术及其优势;然后列举常用的KPI,给出定义和计算方法;在KPI的一般分析流程基础上,针对无线接通率、掉话率和切换成功率三个重点指标再分别讨论,并结合实际案例进行分析;同时分析了网络常用参数(功率、接入、小区选择/重选、切换、负荷控制)的设置原则;最后结合实际工程优化案例研究讨论了KPI的优化解决方案。
关键词:
WCDMA;KPI;3G标准;网络优化;优化解决方案
请按照以上修改的中文摘要重新写英文摘要。
目录
1.引言 1
2.WCDMA中常见和常用的KPI的介绍 1
2.1呼叫建立类的KPI的介绍 2
2.1.1RRC连接建立成功率(业务相关) 2
2.1.2RAB连接建立成功率 3
2.1.3无线接通率 3
2.2呼叫保持类的KPI的介绍 4
2.2.1无线电路域掉话率 4
2.2.2无线分组域掉话率 4
2.2.3掉话率 5
2.2.4无线链路失败率 5
2.3移动性管理类的KPI的介绍 6
2.3.1软切换成功率 6
2.3.2软切换比例 7
2.3.3同频硬切换成功率 7
2.3.4异频硬切换成功率 8
2.3.5系统间CS域切换成功率(WCDMA->GSM) 9
2.4系统资源类的KPI的介绍 9
2.4.1小区利用率 10
2.4.2寻呼拥塞率 10
2.4.3资源利用率 10
3.WCDMA的KPI优化流程 10
3.1无线接通率的分析流程及案例分析 13
3.1.1无线接通率的分析流程 13
3.1.2无线接通率的案例分析 15
3.2掉话率的分析流程及案例分析 18
3.2.1掉话率的分析流程 18
3.2.2掉话率的案例分析 19
3.3切换成功率的分析流程及案例分析 22
3.3.1切换成功率的分析流程 22
3.3.2切换成功率的案例分析 23
4.对RNC经常调整的相关配置参数的分析 24
4.1功率参数设置原则 24
4.2接入参数设置原则 25
4.3小区选择/重选参数设置原则 25
4.4切换参数设置原则 26
4.4.1软切换参数 26
4.4.2异系统间切换参数 26
4.5负荷控制参数设置原则 27
5.运营商验收标准 28
6.常见网络KPI优化解决方案 28
6.1呼叫建立类的KPI的优化解决方案 28
6.1.1调整措施 28
6.1.2FACH信道功率设置不合适的案例 30
6.2呼叫保持类的KPI的优化解决方案 32
6.2.1调整措施 32
6.2.2覆盖差导致掉话的案例 33
6.3移动性管理类的KPI的优化解决方案 34
6.3.1调整措施 34
6.3.2乒乓切换案例 34
6.4系统资源类的KPI的优化解决方案 36
总结 37
参考文献 38
致谢 39
目录太长,最好压缩到两页
1.引言
随着社会的发展,人们对通信的需求越来越迫切,对通信的要求也越来越高。
传统的通信网络已不能满足现代通信的要求,移动通信已成为现代通信中发展最为迅速的一种通信手段。
而第三代移动通信为人类开启了一个崭新的移动通信世界,它可以使人们享受到更多的通信乐趣,除了清晰的话音业务外,还可以随时随地通过个人移动终端进行多媒体通信,比如上网浏览、实时股市行情查询、多媒体数据库访问、电子商务等。
中国联通在第三代移动通信中获得WCDMA网络牌照,中国联通直接采用WCDMAR6标准建设WCDMA网络。
由于引入了HSPA高速数据业务,使得网络优化工作与传统的2G无线网络和单纯的WCDMA无线网络不同。
与此同时,从2G网络的优化经验来看,不合理的优化将会影响到网络的质量及后续扩容工作的进行。
移动通信网络是一个动态的网络,随着系统网络及外界环境的不断变化,往往会产生很多新的问题,而这些问题会导致服务质量达不到应有的水准,所有这些都要求运营商应不断地准备对网络进行调整,以便优化资源配置,合理地调整网络的参数,使网络达到最佳的运行状态,这就是移动通信网络优化要达到的...更多目标。
WCDMA网络投入运营后,如何对网络运行进行质量评估,是网络运营商和设备商十分关心的内容。
“要改进它,首先要测量它,要测量它,就首先必须量化它”,所以必须有一组量化的无线网络性能指标,而这就是KPI(KeyPerformanceIndication)网络关键性能指标。
它是对网络所能实现的端到端性能的直观描述。
中国联通研究设计院工程师田元兵指出:
“KPI指标量化反映了网络性能,与用户感受息息相关,因此提升KPI有助于提升用户感知度,对打造WCDMA精品网络具有重要实践意义。
”KPI涵盖网络覆盖、系统性能、服务质量、资源利用率等各个方面,并且按照不同的网元和网段有着十分清晰和结构化的层次关系,高层KPI和端到端KPI是由一系列底层KPI通过一定的加权求和算法提取。
中国联通研究设计院研发部无线一室室主任黄志勇认为“KPI的准确解析事关统计的准确性以及利用KPI定位问题的精度。
”KPI是进行网络优化、提高网络质量的基础,有些KPI指标可以直接反映网络性能问题;有些KPI则为网优问题的解决提供了辅助参考,并可以评估网络问题是否得到解决。
综上所述,KPI对网络性能的评估以及日后的网络优化都是非常重要的,研究WCDMA无线网络KPI优化有着重要的现实意义。
没有对WCDMA网络的介绍,与摘要不符,建议添加。
2.WCDMA中常见和常用的KPI的介绍
WCDMA的网络KPI可以分为呼叫建立类、呼叫保持类、移动性管理类、系统资源类等,其中很多指标可以进一步细分,从而构成复杂的KPI体系。
但在日常的KPI监控和优化的过程中,一般选取最重要的几项KPI指标来反映网络的总体性能。
当有必要时,才对描述细节性能的指标进行考察。
从用户的使用感受来考虑,最重要的KPI指标应该是掉话率,包括语音、可视电话、PS业务及HSPA业务的掉话率,且CS业务的掉话相对PS业务来说带来的负面体验更严重。
其次一个重要的KPI类别是呼叫建立类指标,这就反映了用户能否在任何时间、任何地点及时地获取高质量的移动通信服务。
此外移动性管理类、系统资源类则更多地为运营商所关注。
2.1呼叫建立类的KPI的介绍
呼叫建立类的KPI反映了整体网络的可用性,有RRC连接建立成功率、RAB连接建立成功率和无线接通率等,该类指标直接关系到用户的使用感受。
2.1.1RRC连接建立成功率(业务相关)
(1)RRC连接建立成功率(业务相关)的意义:
该指标反映RNC或者小区的UE接纳能力,RRC连接建立成功意味着UE与网络建立了信令连接。
RRC连接建立可以分两种情况:
一种是与业务相关的RRC连接建立;另一种是与业务无关(如位置更新、系统间小区重选、注册等)的RRC连接建立。
前者是衡量呼叫接通率的一个重要指标,其结果可以作为调整信道配置的依据。
后者可用于考察系统负荷情况。
(2)RRC连接建立成功率(业务相关)的定义:
处于空闲模式下的UE收到非接入层请求建立信令连接时,UE将发起RRC连接建立过程。
SRNC收到RRC建立请求之后决定是否建立,以及是建立在专用信道还是公共信道上。
RRC连接建立成功率(业务相关)用RRC连接建立成功次数和RRC连接建立尝试次数的比来表示,对应的信令分别为:
RNC收到的RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETE次数和RNC收到的RRCCONNECTIONREQ次数。
(3)RRC连接建立成功率(业务相关)的计算公式:
RRC连接建立成功率(业务相关)
=RRC连接建立成功次数(业务相关)/RRC连接建立尝试次数(业务相关)×100%
(4)RRC连接建立成功率(业务相关)的信令流程:
图2.1.1-1RRC连接建立成功率(业务相关)的信令流程
2.1.2RAB连接建立成功率
(1)RAB连接建立成功率的意义:
RAB建立成功表示成功为用户分配了用户平面的连接,是建立业务连接的最后一个步骤。
(2)RAB连接建立成功率的定义:
RAB建立是由CN发起,UTRAN执行的功能。
RAB是指用户平面的承载,用于UE和CN之间传送语音、数据及多媒体业务。
UE首先要完成RRC连接建立然后才能建立RAB,当RAB建立成功以后,一个基本的呼叫即建立,UE进入通话过程。
(3)RAB连接建立成功率的计算公式:
RAB建立成功率
=(CS域RAB指派建立成功RAB数目+PS域RAB指派建立成功RAB数目)/(CS域RAB建立请求的RAB数目+PS域RAB建立请求的RAB数目)×100%
(4)RAB连接建立成功率的信令流程:
图2.1.2-1RAB连接建立成功率的信令流程
2.1.3无线接通率
(1)无线接通率的意义:
接通率是反映WCDMA系统性能最重要的指标,也是运营商十分关注的指标。
(2)无线接通率的定义:
从综合的角度考虑接通率,可以把RRC连接建立成功率和RAB指派成功率联合起来。
把由于业务呼叫而发起的RRC建立请求次数作为分母,把RAB指派成功次数作为分子。
(3)无线接通率的计算公式:
无线接通率=RAB建立成功率*RRC连接建立成功率(业务相关)*100%
(4)无线接通率的信令流程:
图2.1.3-1无线接通率的信令流程
2.2呼叫保持类的KPI的介绍
用户终端在网络中移动,这过程中如果业务不能保持连续性,则会发生掉话。
WCDMA网络的优化通常关注的指标有无线电路域掉话率、无线分组域掉话率和无线链路失败率。
2.2.1无线电路域掉话率
(1)无线电路域掉话率的意义:
反映了系统电路域业务的通讯保持能力,是用户直接感受的重要性能指标之一。
(2)无线电路域掉话率的定义:
RNC通过向CN发起RAB释放请求,请求释放一个或多个无线接入承载(RAB)。
当UE丢失或者不激活,或者由于UTRAN的原因,RNC向CN发
起Iu连接释放请求,请求与一个UE相连的Iu连接。
(3)无线电路域掉话率计算公式:
电路域掉话率=(RNC请求释放的电路域RAB数目+RNC发起Iu口释放)/电路域RAB指派建立成功的RAB数目*100%。
2.2.2无线分组域掉话率
(1)无线分组域掉话率的意义:
反映了系统分组域业务的通讯保持能力,是用户直接感受的重要性能指标之一。
(2)无线分组域掉话率的定义:
RNC通过向CN发起RAB释放请求,请求释放一个或多个无线接入承载(RAB)。
当UE丢失或者不激活,或者由于UTRAN的原因,RNC向CN发起Iu连接释放请求,请求与一个UE相连的Iu连接。
(3)无线分组域掉话率的计算公式:
分组域掉线率=(RNC请求释放的分组域RAB数目+RNC发起Iu口释放)/分组域RAB指派建立成功的RAB数目*100%。
2.2.3掉话率
(1)掉话率的意义:
反映了系统的通讯保持能力,是用户直接感受的重要性能指标之一。
(2)掉话率的定义:
RNC通过向CN发起RAB释放请求,请求释放一个或多个无线接入承载(RAB)。
当UE丢失或者不激活,或者由于UTRAN的原因,RNC向CN发起Iu连接释放请求,请求与一个UE相连的Iu连接。
(3)掉话率的计算公式:
掉话率=(RNC请求释放的电路域掉话的RAB数目+RNC请求释放的分组域掉线的RAB数目+RNC发起Iu口释放)/(电路域RAB指派建立成功的RAB数目+分组域RAB指派建立成功的RAB数目)*100%。
(4)掉话率的信令流程:
图2.2.3-1掉话率的信令流程
2.2.4无线链路失败率
(1)无线链路失败率的意义:
很大概率上是由于无线链路不好导致Radiolinkfailure,所以统计该小区的无线链路失败率可以知道某个小区的无线覆盖情况。
(2)无线链路失败率的计算公式:
无线链路失败率=无线链路失败次数/RAB指派成功次数*100%
2.3移动性管理类的KPI的介绍
移动性管理类指标,主要是切换性能指标。
在WCDMA系统,切换种类较多,包括软切换、频间硬切换及系统间硬切换。
在工程优化期间,主要考虑软切换和系统间切换。
在3G网络运营的初期,WCDMA覆盖区域相对成熟的GSM的覆盖区域要小些,这时则需借助系统间的互操作,实现业务的连续覆盖,此时2G/3G网络之间的切换则是需要关注的优化重点之一。
2.3.1软切换成功率
(1)软切换成功率的意义:
反映了RNC或小区软切换的成功情况,软切换能够保证UE的通信质量,使UE的QoS提高。
软切换区大小的正确设置和系统的总容量关系较大。
该指标用户可以间接感受。
(2)软切换成功率的定义:
软切换指当移动台开始与一个新的基站联系时,并不立即中断与原来基站之间的通信。
软切换分为Iub口无线链路操作和Uu口激活集更新操作两步骤,Iub口无线链路操作包括无线链路增加(RADIOLINKADDITION)、删除(RADIOLINKREMOVAL)、增加和删除(RADIOLINKADDITIONANDREMOVAL)操作。
Uu口的激活集更新包含以上三种情况。
因此,可以通过统计激活集更新消息(ACTIVESETUPDATE)和激活集更新完成消息完成消息(ACTIVESETUPDATECOMPLETE)统计软切换成功率。
(3)软切换成功率的计算公式:
软切换成功率=软切换成功次数/软切换请求次数*100%
(4)软切换成功率的信令流程:
图2.3.1-1软切换成功率的信令流程
2.3.2软切换比例
(1)软切换比例的意义:
软切换比例用于网络规划时,衡量软切换占用的资源比例,间接反映系统资源占用情况。
对于网络规划和优化有一定的参考意义。
软切换比例是一个范围值,该比例过大,系统额外的开销就大;该比例过小,则容易引起掉话。
(2)软切换比例的定义:
将所有UE利用最好小区进行区分。
(3)软切换比例的计算公式:
软切换比例=UE的激活集中包含的其他小区的平均无线链路数/UE的激活集中包含的本小区的平均无线链路数
2.3.3同频硬切换成功率
(1)同频硬切换成功率的意义:
RNC间同频硬切换主要有两种情况,存在Iur口时,如进行高速率数据传输时发生切换,可能会进行同频硬切换不进行软切换;不存在Iur口时,也可能会进行同频硬切换。
所以统在RNC间统计同频硬切换是有意义的。
反映RNC间同频硬切换的成功情况,硬切换失败意味着用户掉话,该指标可用于网规网优,作为调整无线参数的依据。
是用户直接感受的较为的重要性能指标之一。
(2)同频硬切换成功率的定义:
同频硬切换包括RNC内的同频硬切换和RNC间的同频硬切换。
对RNC内的同频硬切换,如针对小区统计时,包括切换入和切换出两种情况;针对RNC统计时,不包括切换出和切换入两种情况。
对RNC间的同频硬切换,包括切换入和切换出两种情况。
(3)同频硬切换成功率的计算公式:
A.RNC内同频硬切换:
a.针对小区统计:
同频硬切换成功率(小区切换出)=同频硬切换成功次数/同频硬切换尝试次数(本小区)
同频硬切换成功率(小区切换入)=同频硬切换成功次数(本小区)/同频硬切换尝试次数
b.针对RNC统计:
同频硬切换成功率(RNC内)=同频硬切换成功次数/同频硬切换尝试次数
B.RNC间同频硬切换
同频硬切换成功率(RNC间切换入)=同频硬切换成功次数/同频硬切换尝试次数*100%
同频硬切换成功率(RNC间切换出)=同频硬切换成功次数/同频硬切换尝试次数*100%。
2.3.4异频硬切换成功率
(1)异频硬切换成功率的意义:
反映RNC异频硬切换的成功情况,硬切换失败意味着用户掉话,该指标可用于网规网优,作为调整无线参数的依据。
是用户直接感受的重要性能指标之一。
(2)异频硬切换成功率的定义:
异频硬切换改变UE和UTRAN间连接的无线频带,异频信道间切换的触发判决需要压缩模式技术支持的异频测量。
异频硬切换包括RNC内的异频硬切换和RNC间的异频硬切换。
对RNC内的异频硬切换,如针对小区统计时,包括切换入和切换出两种情况;针对RNC统计时,不包括切换出和切换入两种情况。
对RNC间的异频硬切换,包括切换入和切换出两种情况。
(3)异频硬切换成功率的计算公式:
A.RNC内异频硬切换:
a.针对小区统计:
异频硬切换成功率(小区切换出)=异频硬切换成功次数/异频硬切换尝试次数(本小区)
异频硬切换成功率(小区切换入)=异频硬切换成功次数(本小区)/异频硬切换尝试次数
b.针对RNC统计:
异频硬切换成功率(RNC内)=异频硬切换成功次数/异频硬切换尝试次数
B.RNC间异频硬切换
异频硬切换成功率(RNC切换出)=异频硬切换成功次数/异频硬切换尝试次数
异频硬切换成功率(RNC切换入)=异频硬切换成功次数/异频硬切换尝试次数。
2.3.5系统间CS域切换成功率(WCDMA->GSM)
(1)系统间CS域切换成功率(WCDMA->GSM)的意义:
反映了WCDMA系统与GSM系统之间切换的成功情况,对于网规网优有重要的参考价值。
也是用户直接感受的性能指标。
表征了无线子系统系统间CS域硬切换(WCDMA->GSM)的稳定性和可靠性,也反映了一定的3G/2G间无线覆盖情况。
不考虑GSM->WCDMA的系统间切换的情况。
(2)系统间CS域切换成功率(WCDMA->GSM)的定义:
系统间切换用于改变CELL-DCH状态下UE的接入系统,既有UE发起,又有网络侧发起。
系统间切换需要压缩模式技术支持的系统间测量,可以分为系统间CS域切换成功率和系统间PS域切换成功率。
(3)系统间CS域切换成功率(WCDMA->GSM)的计算公式:
系统间CS域切换成功率WCDMA->GSM=[系统间CS域切换成功次数WCDMA->GSM]/[系统间CS域切换准备次数WCDMA->GSM]*100%
(4)系统
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